Materiał diagnostyczny CKE Grudzień 2005 – Fizyka Podstawowa

Spadochroniarz o masie $75\text{ kg}$ opada na spadochronie pionowo w dół ze stałą prędkością o wartości $5\text{ m/s}$. Siła oporów ruchu działająca na spadochroniarza wraz ze spadochronem wynosi około

Stalowa kulka została upuszczona z wysokości jednego metra nad powierzchnią ławki szkolnej. Po odbiciu od powierzchni ławki maksymalne wzniesienie kulki wyniosło $0,25\text{ m}$. Pomijając wpływ oporu powietrza na ruch kulki możemy powiedzieć, że podczas odbicia od powierzchni ławki kulka straciła

Powietrze w oponie wystawionej na działanie promieni słonecznych ulega nagrzaniu. Przyjmując, że objętość opony nie uległa zmianie możemy powiedzieć, że energia wewnętrzna powietrza w oponie

Na ekranie pracującego telewizora (z lampą kineskopową), osadza się kurz. Zjawisko to spowodowane jest

Poruszający się ze stałą prędkością elektron wpada w obszar jednorodnego pola magnetycznego tak, że wektor jego prędkości jest równoległy do wektora indukcji magnetycznej, a zwroty tych wektorów są przeciwne. Elektron w tym polu będzie poruszał się ruchem

Monochromatyczna wiązka światła wysłana przez laser pada prostopadle na siatkę dyfrakcyjną. Na ekranie położonym za siatką dyfrakcyjną możemy zaobserwować

Energia cieplna dociera ze Słońca do satelity geostacjonarnego krążącego po orbicie dzięki

Powstawanie obrazów badanych próbek w mikroskopach elektronowych jest

Zasada nieoznaczoności Heisenberga stwierdza, że

Przy pochłanianiu neutronu przez jądro izotopu magnezu ${}_{12}^{24}\text{Mg}$ wytwarza się radioaktywny izotop sodu ${}_{11}^{24}\text{Na}$. Równanie tej reakcji jądrowej można zapisać następująco:
$${}_{12}^{24}\text{Mg} + {}_{0}^{1}\text{n} \rightarrow {}_{11}^{24}\text{Na} + \text{X}$$
Emitowaną w wyniku tej reakcji cząstką X jest

Zadanie 11. Motocyklista
Oblicz wartość średniej prędkości motocyklisty na prostoliniowym odcinku drogi jeśli pierwszą połowę odcinka drogi przebył z średnią prędkością o wartości $40\text{ km/h}$, a drugą połowę z prędkością o wartości $60\text{ km/h}$.

Zadanie 12. Samochód
Wykres przedstawia zależność prędkości poruszającego się samochodu od czasu.
Po upływie $50$ sekund ruchu przy prędkości o wartości $40\text{ m/s}$ samochód rozpoczyna hamowanie. Droga hamowania jest równa drodze przebytej przez samochód w ciągu pierwszych $50\text{ s}$ ruchu przedstawionego na wykresie.
Oblicz czas, po jakim samochód zatrzyma się. Przyjmij, że podczas hamowania porusza się on ruchem prostoliniowym jednostajnie opóźnionym.

Zadanie 13. Śnieżka
Kulka o masie $0,2\text{ kg}$ ulepiona z wilgotnego śniegu uderzyła prostopadle w betonową ścianę z prędkością o wartości $10\text{ m/s}$. Kulka przykleiła się do ściany. Oblicz wartość średniej siły, jaką ściana działała na śnieżkę. Przyjmij, że czas zderzenia wynosił $0,1\text{ s}$.

Zadanie 14. Drgania
Wykres 1. przedstawia zależność wychylenia punktu drgającego od czasu. Wykres 2. przedstawia zależność energii kinetycznej i potencjalnej od czasu dla tego samego punktu drgającego.

Zadanie 15. Butla z gazem
Butla zawiera gaz pod ciśnieniem $0,5\text{ MPa}$ w temperaturze $20^\circ\text{C}$. Butla zabezpieczona jest zaworem bezpieczeństwa otwierającym się, gdy ciśnienie gazu osiągnie wartość $0,6\text{ MPa}$. Butlę z gazem pozostawiono w nasłonecznionym miejscu. Oblicz, przy jakiej temperaturze nastąpi otwarcie zaworu bezpieczeństwa. Przyjmij, że objętość butli nie ulega zmianie.

Zadanie 16. Soczewka
W odległości $9\text{ cm}$ od soczewki skupiającej, której ogniskowa ma długość $6\text{ cm}$, ustawiono świecący przedmiot o wysokości $2\text{ cm}$.

Zadanie 17. Załamanie światła
Monochromatyczną wiązkę światła skierowano na granicę dwóch ośrodków o różnych współczynnikach załamania. Na rysunku poniżej przedstawiono bieg trzech promieni: promienia padającego, odbitego i załamanego.

Zadanie 18. Laser
Światło emitowane przez laser pada na ciało doskonale czarne (pochłaniające $100\%$ padającego na nie promieniowania). Oblicz liczbę fotonów w impulsie światła laserowego, jeżeli pochłonięta energia jest równa $0,5\text{ J}$. W obliczeniach przyjmij, że długość fali świetlnej emitowanej przez laser w próżni wynosi $0,7\text{ mikrometra}$.

Zadanie 19. Fotokomórka
Na rysunku przedstawiono obwód, w którym znajduje się fotokomórka.
Oblicz minimalną wartość pędu fotonu, który padając na wykonaną z cezu katodę fotokomórki spowoduje przepływ prądu w obwodzie. Praca wyjścia elektronów z cezu wynosi $2,9 \cdot 10^{-19}\text{ J}$.

Zadanie 20. Atom wodoru
W swobodnym, wzbudzonym atomie wodoru elektron przeskakuje z orbity drugiej na pierwszą. Atom emituje wówczas w próżni kwant światła o długości fali $1,219 \cdot 10^{-7}\text{ m}$.

Zadanie 21. Rozpad
Na wykresie przedstawiono zależność liczby jąder $N$ pozostałych w próbce pewnego izotopu promieniotwórczego od czasu.

Zadanie 22. Księżyce Saturna
W tabeli przedstawiono informacje dotyczące dwóch księżyców Saturna. Przyjmij, że księżyce poruszają się po orbitach kołowych.

Nazwa księżyca	Promień orbity księżyca w km	Okres obiegu księżyca w dniach
Kalipso	$2,95 \cdot 10^5$	$1,90$
Epimeteus	$1,52 \cdot 10^5$

Zadanie 23. Urządzenie
Zdjęcie poniżej przedstawia urządzenie wykorzystywane w badaniach astronomicznych.